光催化劑中的等離子共振

1、光催化劑中的等離子共振報告人：Au/TiO2樣品被可見光照射后,表面等離子共振使金屬粒子周圍的振蕩電場增強,導致從表面態(tài)向TiO2導帶的電子易于激發(fā)，使得Au/TiO2在可見光波段( 420700nm)都出現(xiàn)了陽極光電流。這是由于納米金屬顆粒的表面等離子共振由于納米金屬顆粒的表面等離子共振引起的引起的等離子振動：金屬表面存在大量自由電子，當光照射到金屬表面時，電子受光波作用發(fā)生集體共振，共振產(chǎn)生表面等離子波。由于連續(xù)的金屬薄膜電子濃度很高，所以等離子波的振蕩頻率很大。 但是對于金屬納米顆粒，由于大量減少了電子數(shù)目，其振蕩頻率可降至可見光范圍。即由于貴金屬納米粒子的尺寸效應及量子效應通過光照射能

2、激發(fā)引起表面等離子共振。（表面等離子體吸收的頻率和寬度與金屬顆粒的尺寸和形狀有關, 也與金屬本身的介電常數(shù)和周圍介質的介電常數(shù)有關。通過控制金屬納米顆粒的尺寸、形貌和結構, 可調節(jié)其表面等離子體共振峰位）Ryan Huschka LANP （ Laboratory for NanoPhotonics ） Seminar February 19, 2008A Plasmonic Photocatalyst Consisting of Silver NanoparticlesEmbedded in Titanium DioxideCross-sectional view of TiO2 film

3、on Agcore-SiO2-shell on a SiO2 substrate.SiO2 thickness for (a)and (b) was 20 nm貴金屬納米粒子因具有表面等離子共振效應而成為研究熱點. 一些等離子體體系被應用到光催化降解有機染料等領域, 其中以 Ag 及 Ag 鹵化銀復合納米粒子為等離子體光催化劑的研究相對較多。相關文獻相關文獻 AgAgCl: A Highly Efficient and Stable Photocatalyst Active under Visible Light Highly Efficient Visible-Light Plasmonic

4、 Photocatalyst AgAgBr Visible-light-induced photocatalysis through surface plasmon excitation of gold on titania surfacesw A Highly Active Titanium Dioxide Based Visible-Light Photocatalyst with Nonmetal Doping and Plasmonic Metal Decoration Wang 等以 AgMoO4和 HCl 為原料, 采用離 子 交 換 和 光 致 還 原 法 合 成 了 不 同 形

5、 狀 的 AgAgCl 等離子體光催化劑.ion-ion-exchange exchange reactionreaction1801801h10 mL 0.2m AgNO3 10 mL 0.1m Na2MoO4specialteflon autoclave,mixmixe eAg2MoO4HClAgCl precipitate300 W Xe arc lamp400 nm.silver NPs deposited onAgCl particlesPhotodecomposition of MO dye in solution (20 mgL)Photodecomposition of MO

6、dye in solution (20 mgL)-1 -1 over over AgAgCl ( ) and N-doped TiO2 ( ) under visible-light irradiationAgAgCl ( ) and N-doped TiO2 ( ) under visible-light irradiation( ( 400 nm). C is the concentration of MO dye at time t, and 400 nm). C is the concentration of MO dye at time t, and C C0 0 that in t

7、he MO solution immediately before it is kept in the dark.that in the MO solution immediately before it is kept in the dark.found that other organic dyes such as rhodamine B（玫瑰紅B） and methylene blue（亞甲基藍） are also quickly bleached by AgAgCl under visible-light irradiation.Irradiation-time dependence

8、of the relative concentrationIrradiation-time dependence of the relative concentrationC/CC/C0 0 of the MO dye in solution over AgAgCl during of the MO dye in solution over AgAgCl during repeated photooxidation experiments under visible light.repeated photooxidation experiments under visible light.作者

9、認為, AgAgCl共振體中的 Ag 粒子強烈吸收可見光, 阻止了光生電子與 Ag+的結合, 同時 Cl與光生空穴結合形成具有強氧化性的Cl0自由基。個人理解:銀納米粒子發(fā)生局域表面等離子共振，可以理解為價電子吸收了光子,馳豫(原子核從激發(fā)的狀態(tài)恢復到平衡排列狀態(tài)的過程叫弛豫過程)生成“熱電子”，這個過程電子的能量增加，即價電子變的活潑。晶體表面的能量增加，使光生電子和光生空穴在晶體表面發(fā)生遷移，形成了一個運行的微電池Wen等*采用水熱合成法和雙氧水處理制備了具有銳鈦礦相的 TiO2納米管, 然后通過沉淀和光化學反應將 AgAgCl 納米粒子負載于其上, 從而制得TiO2納米管負載的表面等離子體光催化劑。 參考文獻:Preparation and Photocatalytic Activity of AgAgCl Modified Anatase